EP4017755A1 - Vehicle and method for operating same - Google Patents

Vehicle and method for operating same

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EP4017755A1
EP4017755A1 EP20780956.7A EP20780956A EP4017755A1 EP 4017755 A1 EP4017755 A1 EP 4017755A1 EP 20780956 A EP20780956 A EP 20780956A EP 4017755 A1 EP4017755 A1 EP 4017755A1
Authority
EP
European Patent Office
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converter
control device
drive
immobilizer
vehicle
Prior art date
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Granted
Application number
EP20780956.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP4017755B1 (en
Inventor
Hans Bergner
Christian Foerth
Karsten Hoke
Lennart Kilian
Stefan Koch
Norbert Lang
Niklas Rüger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP4017755A1 publication Critical patent/EP4017755A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP4017755B1 publication Critical patent/EP4017755B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2009—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12—Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the invention relates to a vehicle, in particular a rail vehicle, with at least one drive motor with an electrically upstream electrical converter, a drive control device for generating converter control signals for controlling the converter for ferry operation and normal braking operation, and an immobilizer that is electrically operated between the converter and the drive control device is switched and is designed to prevent the transmission of converter control signals that would cause the drive motor to operate in the direction of the converter when the vehicle is stopped, in particular when it is stopped at a bus stop.
  • Such vehicles are known for example in the field of railway technology.
  • the immobilizer is used to prevent unwanted starting of the vehicle at a stop safely.
  • the invention is based on the object of specifying a vehicle which is improved with regard to braking in the event of a rapid braking command.
  • the vehicle has a replacement control device and a monitoring device and enables a special braking mode that is Gen an emergency brake command can be activated and in which the drive control device is deactivated or at least the signal flow of converter control signals from the drive control device to the immobilizer is interrupted, the immobilizer is activated and, with the substitute control device of the vehicle, converter control signals that cause the drive motor to brake via the immobilizer to Converter.
  • a major advantage of the vehicle according to the invention is that the drive motor can be used as an electric brake even in the case of a quick brake command or a quick braking process.
  • braking with the aid of the drive motor is in principle also possible when a quick brake command is present, but no use is made of this option, as there is a risk that the drive motor will accelerate the vehicle in the event of a malfunction of the drive control device could instead of braking.
  • the invention comes in by providing a replacement control device according to the invention, which can be activated in the event of an emergency brake command and can thus control the converter and thus control the drive motor for safe braking operation instead of the drive control device.
  • the substitute control device is preferably functionally separate from the drive control device and independent of the water.
  • the functional separation can be achieved in a particularly simple and advantageous manner if the drive control device and the substitute control device are formed by functionally separate and mutually independent software modules that are executed by separate computing devices or the same computing device.
  • the drive control device first carries out the quick braking and transmits converter control signals to the converter via the immobilizer that has not yet been activated, and the monitoring device drives the converter and / or the converter control signals arriving at the converter monitored and designed in such a way that it activates the special braking mode in the presence of the quick brake command and a drive operation of the drive motor, in which it deactivates the drive control device or at least interrupts the signal flow of converter control signals from the drive control device to the immobilizer, activates the immobilizer and generates the backup control device activated by inverter control signals that cause the drive motor to brake.
  • the monitoring device determines the direction of energy flow based on voltages and currents measured in the converter or motor or calculated for the converter or for the motor, or variables derived therefrom, and uses this to conclude that the drive is operating.
  • the monitoring device monitors the presence of the quick brake command and, when the quick brake command is present, immediately deactivates the drive control device or at least interrupts the flow of converter control signals from the drive control device to the immobilizer, activates and activates the immobilizer the substitute control device for generating order converter control signals that cause a braking drive of the drive motor activated.
  • the immobilizer has a hardware component or a hardware component. te, in particular a hardware component that is independent of the drive control device and the substitute control device.
  • the vehicle is preferably a rail vehicle.
  • the invention also relates to a method for operating a vehicle when there is a quick brake command, the vehicle having: at least one drive motor with an electrically upstream electrical converter, a drive control device for generating converter control signals for controlling the converter for driving mode and normal braking mode , and an immobilizer, which is electrically connected between the converter and the drive control device and is designed to forward converter control signals that would cause the drive motor to drive the drive motor in the direction of the converter when the vehicle is stopped, in particular when it comes to a stop at a bus stop to prevent.
  • a special braking mode is activated in which the drive control device is deactivated or at least the signal flow of converter control signals from the drive control device to the immobilizer is interrupted, the immobilizer is activated and replaced with a replacement control device of the vehicle converter control signals, which cause a braking drive of the drive motor, are transmitted via the immobilizer to the converter.
  • the substitute regulating device and the drive control device are preferably functionally separate and are preferably operated independently of one another.
  • the drive control device in the event of the rapid braking command being present, first carries out the rapid braking and transmits converter control signals to the converter via the immobilizer that has not yet been activated and the converter operation and / or those arriving at the converter with a monitoring device To judge control signals are monitored and when the rapid brake command and a drive mode of the drive motor a special operating mode is activated in which the drive control device is deactivated or at least the signal flow of converter control signals from the drive control device to the immobilizer is interrupted, the immobilizer is activated and the substitute control device for He generation of converter control signals, which cause a braking drive of the drive motor, is activated.
  • the drive control device when the rapid brake command is present, the drive control device is deactivated immediately or at least the signal flow of converter control signals from the drive control device to the immobilizer is interrupted, the immobilizer is activated and converter control signals are used with a substitute control device, which ei NEN brake drive of the Drive motor cause, are generated.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment for a vehicle 10 which is equipped with at least one drive motor 20 and an electrical converter 30 electrically upstream of the drive motor 20.
  • a drive control device 40 of the vehicle can generate converter control signals STa, which are suitable for controlling the converter 30 either for a ferry operation or a braking operation of the drive motor 20.
  • the drive control device 40 can thus - if the mode of operation is correct - serve to control the converter 30 even in the case of a rapid braking operation when a rapid braking command SB is present.
  • the drive control device 40 is not directly connected to the converter 30, but is separated from it by an immobilizer 50.
  • the immobilizer 50 is electrically connected between the converter 30 and the drive control device 40 and serves to forward converter control signals STa, which would cause drive operation of the drive motor 20, in the direction of the when the vehicle is stopped, in particular a stop at a bus stop Inverter 30 to prevent.
  • the immobilizer 50 thus forms a security Safety device in the event that, when the vehicle is stopped at a bus stop, a defective drive control device 40 can conduct converter control signals STa to the converter 30, which would lead to an undesired and possibly dangerous ferry operation.
  • the immobilizer 50 can be activated when the vehicle is stopped at a stop, for example a train station, for example by a driver.
  • the vehicle 10 is also equipped with a monitoring device 60 which monitors the converter control signals STa generated by the drive control device 40 and arriving at the converter 30.
  • the monitoring device 60 in the exemplary embodiment according to FIG. 1 is connected to a monitoring module 60a, which is arranged in the signal path between the drive control device 40 and the immobilizer 50 and forwards the converter control signals STa to the monitoring device 60.
  • the vehicle 10 is also equipped with a substitute control device 70, which is designed to generate converter control signals STe, which are exclusively or with a high level of security exclusively a braking drive of the drive motor 20, i.e. no drive operation, or at least should be able to effect. So while the drive control device 40 can be used both for driving and for a braking mode, the substitute control device 70 is designed or suitable only for braking mode.
  • the drive control device 40, the monitoring device 60 and the substitute regulating device 70 enable a special braking mode in the exemplary embodiment according to FIG. 1, which can be activated when a rapid braking command SB is present;
  • the drive control device 40, the monitoring device 60 and the substitute control device 70 are preferably operated as follows when there is an emergency brake command SB: If the rapid braking command SB is present, the drive control device 40 will first perform the rapid braking and, for this purpose, transmit "braking" converter control signals STa to the converter 30 via the not yet activated immobilizer 50.
  • the monitoring device 60 uses the monitoring module 60a to monitor the converter control signals STa generated by the drive control device 40 and arriving at the converter 30. If it determines within the scope of this monitoring that, despite the presence of the rapid brake command SB, the drive control device 40 generates "driving" converter control signals STa and thus controls a drive mode of the drive motor 20, it deactivates the drive control device 40 with a deactivation signal DS and activates the Immobilizer 50 with an activation signal AS. In addition, it activates the substitute control device 70 with an activation signal AS, which now instead of the deactivated fourth drive control device 40 generates converter control signals STe, which should cause a braking drive of the drive motor 20.
  • the substitute control device 70 is technically only designed to generate converter control signals STe for a brake drive of the drive motor 20, it is highly probable that drive operation of the drive motor 20 is ruled out when the rapid brake command SB is present.
  • the rapid braking is initially carried out by the drive control device 40 when a rapid braking command SB is present, and a switch to the substitute control device 70 only takes place or only if the drive control device 40 is incorrect, i.e. not braking or even driving converter control signals STa generated.
  • the substitute control device 70 is preferably functionally separate from the drive control device 40 and independent of it.
  • FIG. 2 shows a variant of the vehicle 10 according to FIG. 1.
  • the monitoring module 60a is arranged in the signal path between the immobilizer 50 and the converter 30 and forwards the converter control signals STa from there to the monitoring device 60. Otherwise, the above statements in connection with FIG. 1 apply accordingly.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the vehicle 10 according to FIG. 1.
  • the monitoring module 60a does not monitor the converter control signals STa of the drive control device 40, but instead the currents I flowing in the converter 30 and / or drive motor 20 with the formation of current measured values Mi and the voltages U present in the converter 30 and / or drive motor 20 with the formation of voltage measured values Mu and forwards the measured values Mu and Mi to the monitoring device 60.
  • the monitoring device 60 can thus determine the energy flow direction based on the measured values Mu and Mi or variables derived therefrom, such as current indicators or voltage indicators, and deduce a drive operation or braking operation based on the respective energy flow direction.
  • the monitoring device 60 can receive the measured values Mu and Mi or quantities derived therefrom directly from other sources which also process or calculate these measured values.
  • the monitoring module 60a can also be omitted.
  • FIG. 4 shows an embodiment variant of the embodiment according to FIG. 2.
  • the monitoring device 60 is connected to an interrupter unit 60b, which is connected in the connection line between the drive control device 40 and the immobilizer 50.
  • the monitoring device 60 If the monitoring device 60 detects a drive operation of the drive motor 20 despite the presence of the rapid braking command SB, for example on the basis of the determined energy flow direction, it activates the interrupter unit 60b and thus interrupts the forwarding of the converter control signals STa, which are output from the drive control device 40 in the direction of the immobilizer 50 can be issued.
  • the interrupter unit 60b can be provided as an alternative or in addition to a deactivation of the drive control device 40 by means of the deactivation signal DS.
  • FIG. 5 shows an embodiment variant of the embodiment according to FIG. 1.
  • an interrupter unit 60b is connected upstream of the monitoring module 60a in the signal flow direction. This enables the monitoring device 60 to check, after the interrupter unit 60b has been activated, that no more converter control signals STa actually reach the drive control device 40 to the immobilizer 50. The switching off of the signal flow of the drive control device 40 in the direction of the immobilizer 50 by the interrupter unit 60b can thus be monitored with the monitoring module 60a, so that it advantageously has a dual function.
  • the interrupter unit 60b can alternatively or in addition to a deactivation activation of the drive control device 40 by means of the deactivation signal DS can be provided.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment for a vehicle 10 in which a special operating mode is enabled when a rapid braking command SB is present.
  • the monitoring device 60 only monitors the occurrence of a rapid braking command SB and activates the special braking mode immediately when the rapid braking command SB is present.
  • the vehicle 10 according to Figure 6 is preferably operated as follows:
  • an emergency brake command SB is received by the monitoring device 60, it deactivates the drive control device 40 directly by means of a deactivation signal DS and activates the replacement control device 70 and the immobilizer 50 directly with activation signals AS.
  • the quick braking mode does not begin initially by activating the drive 20 by means of the drive control device 40, but rather directly by generating converter control signals STe by means of the substitute control device 70, which the drive control device 40 immediately resp. replaced immediately.
  • FIG. 7 shows an embodiment variant of the embodiment according to FIG. 6.
  • an additional interrupter unit 60b is provided, which is arranged in the signal path between drive control device 40 and immobilizer 50.
  • the monitoring device 60 receives an emergency brake command SB, the monitoring device 60 activates the interrupter unit 60b, so that a transmission of converter control signals STa from the drive control device 40 in the direction of the immobilizer 50 is reliably prevented, regardless of whether it is still active or not.

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Abstract

The invention relates to, among others, a vehicle (10) comprising at least one drive motor (20) with an electrically upstream electric converter (30), a drive controller (40) for generating converter control signals (STa) for actuating the converter (30) for a driving operation and a normal braking operation, and an immobilizer (50) which is electrically connected between the converter (30) and the drive controller (40) and which is designed to prevent converter control signals (Sta) which would produce a driving operation of the drive motor (20) from being forwarded to the converter (30) when the vehicle is stopped, in particular at a station. According to the invention, the vehicle (10) has an alternate regulating device (70) and a monitoring device (60) and allows a special braking mode which can be activated in the presence of a quick-acting brake command (SB) and in the event of which the drive controller (40) is deactivated or at least the signal flow of converter control signals (STa) of the drive controller (40) to the immobilizer (50) is interrupted, the immobilizer (50) is activated, and converter control signals (STe) which produce a braking operation of the drive motor (20) are transmitted to the converter (30) via the immobilizer (50) by means of the alternate regulating device (70) of the vehicle (10).

Description

Beschreibung description
Fahrzeug und Verfahren zu dessen Betrieb Vehicle and procedure for its operation
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit zumindest einen Antriebsmotor mit einem elektrisch vorgeordneten elektrischen Umrichter, einer An triebssteuereinrichtung zum Erzeugen von Umrichtersteuersig nalen zur Ansteuerung des Umrichters für einen Fährbetrieb und einen Normalbremsbetrieb, und einer Wegfahrsperre, die elektrisch zwischen den Umrichter und die Antriebssteuerein richtung geschaltet ist und dazu ausgebildet ist, bei einem Fahrzeughalt, insbesondere einem Halt an einer Haltestelle, eine Weiterleitung von Umrichtersteuersignalen, die einen An triebsbetrieb des Antriebsmotors bewirken würden, in Richtung des Umrichters zu verhindern. The invention relates to a vehicle, in particular a rail vehicle, with at least one drive motor with an electrically upstream electrical converter, a drive control device for generating converter control signals for controlling the converter for ferry operation and normal braking operation, and an immobilizer that is electrically operated between the converter and the drive control device is switched and is designed to prevent the transmission of converter control signals that would cause the drive motor to operate in the direction of the converter when the vehicle is stopped, in particular when it is stopped at a bus stop.
Derartige Fahrzeuge sind beispielsweise im Bereich der Eisen bahntechnik bekannt. Die Wegfahrsperre dient dazu, ein unge wünschtes Anfahren des Fahrzeugs an einer Haltestelle sicher zu verhindern. Such vehicles are known for example in the field of railway technology. The immobilizer is used to prevent unwanted starting of the vehicle at a stop safely.
Darüber hinaus ist bekannt, Schienenfahrzeuge im Normalbrems betrieb mit Hilfe des Antriebsmotors zu bremsen, der während des Bremsbetriebs als Generator fungiert. In addition, it is known to brake rail vehicles in normal braking operation with the aid of the drive motor, which acts as a generator during braking.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bezüglich des Bremsens im Falle eines Schnellbremsbefehls verbessertes Fahrzeug anzugeben. The invention is based on the object of specifying a vehicle which is improved with regard to braking in the event of a rapid braking command.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausge staltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs sind in Unteran sprüchen angegeben. According to the invention, this object is achieved by a vehicle having the features according to patent claim 1. Advantageous designs of the vehicle according to the invention are given in sub-claims.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Fahrzeug eine Ersatzregeleinrichtung und eine Überwachungseinrichtung auf weist und einen Sonderbremsmodus ermöglicht, der bei Vorlie- gen eines Schnellbremsbefehls aktivierbar ist und bei dem die Antriebssteuereinrichtung deaktiviert oder zumindest der Sig nalfluss von Umrichtersteuersignalen der Antriebssteuerein richtung zur Wegfahrsperre unterbrochen wird, die Wegfahr sperre aktiviert wird und mit der Ersatzregeleinrichtung des Fahrzeugs Umrichtersteuersignale, die einen Bremstrieb des Antriebsmotors bewirken, über die Wegfahrsperre zum Umrichter übermittelt werden. According to the invention, it is provided that the vehicle has a replacement control device and a monitoring device and enables a special braking mode that is Gen an emergency brake command can be activated and in which the drive control device is deactivated or at least the signal flow of converter control signals from the drive control device to the immobilizer is interrupted, the immobilizer is activated and, with the substitute control device of the vehicle, converter control signals that cause the drive motor to brake via the immobilizer to Converter.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist darin zu sehen, dass auch im Falle eines Schnellbremsbefehls bzw. eines Schnellbremsvorgangs der Antriebsmotor als elekt rische Bremse eingesetzt werden kann. Bei vorbekannten Fahr zeugen ist zwar prinzipiell auch ein Bremsen mit Hilfe des Antriebsmotors bei Vorliegen eines Schnellbremsbefehls mög lich, jedoch wird von dieser Möglichkeit kein Gebrauch ge macht, da die Gefahr gesehen wird, dass im Falle einer Fehl funktion der Antriebssteuereinrichtung der Antriebsmotor das Fahrzeug beschleunigen könnte anstatt zu bremsen. An dieser Stelle setzt die Erfindung an, indem erfindungsgemäß eine Er- satzregeleinrichtung vorgesehen wird, die im Falle des Vor- liegens eines Schnellbremsbefehls aktivierbar ist und somit anstelle der Antriebssteuereinrichtung die Ansteuerung des Umrichters und damit die Ansteuerung des Antriebsmotors für einen sicheren Bremsbetrieb vornehmen kann. A major advantage of the vehicle according to the invention is that the drive motor can be used as an electric brake even in the case of a quick brake command or a quick braking process. In previously known vehicles, braking with the aid of the drive motor is in principle also possible when a quick brake command is present, but no use is made of this option, as there is a risk that the drive motor will accelerate the vehicle in the event of a malfunction of the drive control device could instead of braking. This is where the invention comes in by providing a replacement control device according to the invention, which can be activated in the event of an emergency brake command and can thus control the converter and thus control the drive motor for safe braking operation instead of the drive control device.
Die Ersatzregeleinrichtung ist von der Antriebssteuereinrich tung vorzugsweise funktional getrennt und unabhängig von die ser. The substitute control device is preferably functionally separate from the drive control device and independent of the water.
Besonders einfach und vorteilhaft lässt sich die funktionale Trennung erreichen, wenn die Antriebssteuereinrichtung und die Ersatzregeleinrichtung durch funktional getrennte und voneinander unabhängige Softwaremodule gebildet werden, die von separaten Recheneinrichtungen oder derselben Rechenein richtung ausgeführt werden. Bei einer als besonders vorteilhaft angesehenen Ausführungs variante ist vorgesehen, dass im Falle des Vorliegens des Schnellbremsbefehls zunächst die Antriebssteuereinrichtung die Schnellbremsung durchführt und Umrichtersteuersignale über die noch nicht aktivierte Wegfahrsperre zum Umrichter übermittelt und die Überwachungseinrichtung den Umrichterbe trieb und/oder die beim Umrichter eintreffenden Umrichter steuersignale überwacht und derart ausgestaltet ist, dass sie bei Vorliegen des Schnellbremsbefehls und einem Antriebsbe trieb des Antriebsmotors den Sonderbremsmodus aktiviert, in dem sie die Antriebssteuereinrichtung deaktiviert oder zumin dest den Signalfluss von Umrichtersteuersignalen der An triebssteuereinrichtung zur Wegfahrsperre unterbricht, die Wegfahrsperre aktiviert und die Ersatzregeleinrichtung zur Erzeugung von Umrichtersteuersignalen, die einen Bremstrieb des Antriebsmotors bewirken, aktiviert. The functional separation can be achieved in a particularly simple and advantageous manner if the drive control device and the substitute control device are formed by functionally separate and mutually independent software modules that are executed by separate computing devices or the same computing device. In an embodiment variant that is considered to be particularly advantageous, it is provided that if the quick brake command is present, the drive control device first carries out the quick braking and transmits converter control signals to the converter via the immobilizer that has not yet been activated, and the monitoring device drives the converter and / or the converter control signals arriving at the converter monitored and designed in such a way that it activates the special braking mode in the presence of the quick brake command and a drive operation of the drive motor, in which it deactivates the drive control device or at least interrupts the signal flow of converter control signals from the drive control device to the immobilizer, activates the immobilizer and generates the backup control device activated by inverter control signals that cause the drive motor to brake.
Bei der letztgenannten Variante ist es vorteilhaft, wenn die Überwachungseinrichtung anhand von im Umrichter oder Motor gemessenen oder für den Umrichter oder für den Motor berech neten Spannungen und Strömen bzw. daraus abgeleiteter Größen die Energieflussrichtung ermittelt und anhand dieser auf das Vorliegen eines Antriebsbetriebs schließt. In the latter variant, it is advantageous if the monitoring device determines the direction of energy flow based on voltages and currents measured in the converter or motor or calculated for the converter or for the motor, or variables derived therefrom, and uses this to conclude that the drive is operating.
Bei einer weiteren als besonders vorteilhaft angesehenen Aus führungsvariante ist vorgesehen, dass die Überwachungsein richtung das Vorliegen des Schnellbremsbefehls überwacht und bei Vorliegen des Schnellbremsbefehls unmittelbar die An triebssteuereinrichtung deaktiviert oder zumindest den Sig nalfluss von Umrichtersteuersignalen der Antriebssteuerein richtung zur Wegfahrsperre unterbricht, die Wegfahrsperre ak tiviert und die Ersatzregeleinrichtung zur Erzeugung von Um richtersteuersignalen, die einen Bremstrieb des Antriebsmo tors bewirken, aktiviert. In another embodiment variant, which is considered particularly advantageous, it is provided that the monitoring device monitors the presence of the quick brake command and, when the quick brake command is present, immediately deactivates the drive control device or at least interrupts the flow of converter control signals from the drive control device to the immobilizer, activates and activates the immobilizer the substitute control device for generating order converter control signals that cause a braking drive of the drive motor activated.
Mit Blick auf eine funktionale Trennung der Komponenten wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Wegfahrsperre eine Hardwarekomponente aufweist oder durch eine Hardwarekomponen- te, insbesondere eine von der Antriebssteuereinrichtung und der Ersatzregeleinrichtung unabhängige Hardwarekomponente, gebildet ist. With a view to a functional separation of the components, it is considered advantageous if the immobilizer has a hardware component or a hardware component. te, in particular a hardware component that is independent of the drive control device and the substitute control device.
Das Fahrzeug ist vorzugsweise ein Schienenfahrzeug. The vehicle is preferably a rail vehicle.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bei Vorliegen eines Schnell bremsbefehls, wobei das Fahrzeug aufweist: zumindest einen Antriebsmotor mit einem elektrisch vorgeordneten elektrischen Umrichter, eine Antriebssteuereinrichtung zum Erzeugen von Umrichtersteuersignalen zur Ansteuerung des Umrichters für einen Fährbetrieb und einen Normalbremsbetrieb, und eine Weg fahrsperre, die elektrisch zwischen den Umrichter und die An triebssteuereinrichtung geschaltet ist und dazu ausgebildet ist, bei einem Fahrzeughalt, insbesondere einem Halt an einer Haltestelle, eine Weiterleitung von Umrichtersteuersignalen, die einen Antriebsbetrieb des Antriebsmotors bewirken würden, in Richtung des Umrichters zu verhindern. The invention also relates to a method for operating a vehicle when there is a quick brake command, the vehicle having: at least one drive motor with an electrically upstream electrical converter, a drive control device for generating converter control signals for controlling the converter for driving mode and normal braking mode , and an immobilizer, which is electrically connected between the converter and the drive control device and is designed to forward converter control signals that would cause the drive motor to drive the drive motor in the direction of the converter when the vehicle is stopped, in particular when it comes to a stop at a bus stop to prevent.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei Vorliegen eines Schnellbremsbefehls unmittelbar oder erst bei einer Fehlfunk tion der Antriebssteuereinrichtung ein Sonderbremsmodus akti viert wird, bei dem die Antriebssteuereinrichtung deaktiviert oder zumindest der Signalfluss von Umrichtersteuersignalen der Antriebssteuereinrichtung zur Wegfahrsperre unterbrochen wird, die Wegfahrsperre aktiviert wird und mit einer Ersatz regeleinrichtung des Fahrzeugs Umrichtersteuersignale, die einen Bremstrieb des Antriebsmotors bewirken, über die Weg fahrsperre zum Umrichter übermittelt werden. According to the invention, it is provided that when an emergency brake command is present, immediately or only in the event of a malfunction of the drive control device, a special braking mode is activated in which the drive control device is deactivated or at least the signal flow of converter control signals from the drive control device to the immobilizer is interrupted, the immobilizer is activated and replaced with a replacement control device of the vehicle converter control signals, which cause a braking drive of the drive motor, are transmitted via the immobilizer to the converter.
Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und bezüglich vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen. Die Ersatzregeleinrichtung und die Antriebssteuereinrichtung sind vorzugsweise funktional getrennt und werden vorzugsweise unabhängig voneinander betrieben. With regard to the advantages of the method according to the invention and with regard to advantageous refinements of the method according to the invention, reference is made to the above statements in connection with the vehicle according to the invention and its advantageous refinements. The substitute regulating device and the drive control device are preferably functionally separate and are preferably operated independently of one another.
Bei einer als besonders vorteilhaft angesehenen Ausführungs variante ist vorgesehen, dass im im Falle des Vorliegens des Schnellbremsbefehls zunächst die Antriebssteuereinrichtung die Schnellbremsung durchführt und Umrichtersteuersignale über die noch nicht aktivierte Wegfahrsperre zum Umrichter übermittelt und mit einer Überwachungseinrichtung der Um richterbetrieb und/oder die beim Umrichter eintreffenden Um richtersteuersignale überwacht werden und bei Vorliegen des Schnellbremsbefehls und einem Antriebsbetrieb des Antriebsmo tors ein Sonderbetriebsmodus aktiviert wird, bei dem die An triebssteuereinrichtung deaktiviert oder zumindest der Sig nalfluss von Umrichtersteuersignalen der Antriebssteuerein richtung zur Wegfahrsperre unterbrochen wird, die Wegfahr sperre aktiviert wird und die Ersatzregeleinrichtung zur Er zeugung von Umrichtersteuersignalen, die einen Bremstrieb des Antriebsmotors bewirken, aktiviert wird. In an embodiment variant which is considered to be particularly advantageous, it is provided that in the event of the rapid braking command being present, the drive control device first carries out the rapid braking and transmits converter control signals to the converter via the immobilizer that has not yet been activated and the converter operation and / or those arriving at the converter with a monitoring device To judge control signals are monitored and when the rapid brake command and a drive mode of the drive motor a special operating mode is activated in which the drive control device is deactivated or at least the signal flow of converter control signals from the drive control device to the immobilizer is interrupted, the immobilizer is activated and the substitute control device for He generation of converter control signals, which cause a braking drive of the drive motor, is activated.
Bei einer weiteren als besonders vorteilhaft angesehenen Aus führungsvariante ist vorgesehen, dass bei Vorliegen des Schnellbremsbefehls unmittelbar die Antriebssteuereinrichtung deaktiviert oder zumindest der Signalfluss von Umrichtersteu ersignalen der Antriebssteuereinrichtung zur Wegfahrsperre unterbrochen wird, die Wegfahrsperre aktiviert wird und mit einer Ersatzregeleinrichtung Umrichtersteuersignale, die ei nen Bremstrieb des Antriebsmotors bewirken, erzeugt werden. In a further embodiment variant, which is considered particularly advantageous, it is provided that when the rapid brake command is present, the drive control device is deactivated immediately or at least the signal flow of converter control signals from the drive control device to the immobilizer is interrupted, the immobilizer is activated and converter control signals are used with a substitute control device, which ei NEN brake drive of the Drive motor cause, are generated.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie len näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft The invention is explained in more detail with reference to Ausführungsbeispie len; thereby show exemplary
Fig. 1-5 Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Fahrzeu ge, anhand derer beispielhaft Ausführungsbeispiele für das erfindungsgemäße Verfahren erläutert wer den, wobei bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 bis 5 das Bremsen im Falle eines Schnellbremsbefehls zunächst mit der Antriebssteu ereinrichtung erfolgt, und Fig. 1-5 embodiments for Fahrzeu ge according to the invention, with reference to which exemplary embodiments for the method according to the invention explained who the, wherein in the embodiments according to Figures 1 to 5, the braking in the case of a Rapid brake command is initially carried out with the drive control device, and
Fig. 6-7 weitere Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Fahrzeuge, anhand derer beispielhaft weitere Aus führungsbeispiele für das erfindungsgemäße Verfah ren erläutert werden, wobei bei den Ausführungs beispielen gemäß den Figuren 6 und 7 das Bremsen im Falle eines Schnellbremsbefehls sofort im Son derbremsmodus beginnt. 6-7 further exemplary embodiments for vehicles according to the invention, on the basis of which further exemplary embodiments for the method according to the invention are explained, with the exemplary embodiments according to FIGS. 6 and 7 starting the braking immediately in the special braking mode in the event of a rapid braking command.
In den Figuren werden für identische oder vergleichbare Kom ponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet. In the figures, the same reference numerals are always used for identical or comparable components.
Die Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Fahrzeug 10, das mit zumindest einem Antriebsmotor 20 und einem dem Antriebsmotor 20 elektrisch vorgeordneten elektrischen Um richter 30 ausgestattet ist. FIG. 1 shows an exemplary embodiment for a vehicle 10 which is equipped with at least one drive motor 20 and an electrical converter 30 electrically upstream of the drive motor 20.
Eine Antriebssteuereinrichtung 40 des Fahrzeugs kann Umrich tersteuersignale STa erzeugen, die zur Ansteuerung des Um richters 30 wahlweise für einen Fährbetrieb oder einen Brems betrieb des Antriebsmotors 20 geeignet sind. Die Antriebs steuereinrichtung 40 kann somit - bei korrekter Arbeitsweise - zur Ansteuerung des Umrichters 30 auch im Falle eines Schnellbremsbetriebs bei Vorliegen eines Schnellbremsbefehls SB dienen. A drive control device 40 of the vehicle can generate converter control signals STa, which are suitable for controlling the converter 30 either for a ferry operation or a braking operation of the drive motor 20. The drive control device 40 can thus - if the mode of operation is correct - serve to control the converter 30 even in the case of a rapid braking operation when a rapid braking command SB is present.
Die Antriebssteuereinrichtung 40 ist bei dem Ausführungsbei spiel gemäß Figur 1 mit dem Umrichter 30 nicht unmittelbar verbunden, sondern von diesem durch eine Wegfahrsperre 50 ge trennt. Die Wegfahrsperre 50 ist elektrisch zwischen den Um richter 30 und die Antriebssteuereinrichtung 40 geschaltet und dient dazu, bei einem Fahrzeughalt, insbesondere einem Halt an einer Haltestelle, eine Weiterleitung von Umrichter steuersignalen STa, die einen Antriebsbetrieb des Antriebsmo tors 20 bewirken würden, in Richtung des Umrichters 30 zu verhindern. Die Wegfahrsperre 50 bildet somit eine Sicher- heitseinrichtung für den Fall, dass bei einem Fahrzeughalt an einer Haltestelle eine defekte Antriebssteuereinrichtung 40 Umrichtersteuersignale STa zu dem Umrichter 30 leiten kann, die zu einem ungewünschten und unter Umständen gefährlichen Fährbetrieb führen würden. Die Wegfahrsperre 50 kann im Falle eines Fahrzeughalts an einer Haltestelle, beispielsweise ei nem Bahnhof, aktiviert werden, zum Beispiel von einem Fahr zeugführer. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, the drive control device 40 is not directly connected to the converter 30, but is separated from it by an immobilizer 50. The immobilizer 50 is electrically connected between the converter 30 and the drive control device 40 and serves to forward converter control signals STa, which would cause drive operation of the drive motor 20, in the direction of the when the vehicle is stopped, in particular a stop at a bus stop Inverter 30 to prevent. The immobilizer 50 thus forms a security Safety device in the event that, when the vehicle is stopped at a bus stop, a defective drive control device 40 can conduct converter control signals STa to the converter 30, which would lead to an undesired and possibly dangerous ferry operation. The immobilizer 50 can be activated when the vehicle is stopped at a stop, for example a train station, for example by a driver.
Das Fahrzeug 10 ist außerdem mit einer Überwachungseinrich tung 60 ausgestattet, die die von der Antriebssteuereinrich tung 40 erzeugten und beim Umrichter 30 eintreffenden Um richtersteuersignale STa überwacht. Um dies zu ermöglichen, ist die Überwachungseinrichtung 60 bei dem Ausführungsbei spiel gemäß Figur 1 mit einem Überwachungsmodul 60a verbun den, das im Signalpfad zwischen der Antriebssteuereinrichtung 40 und der Wegfahrsperre 50 angeordnet ist und die Umrichter steuersignale STa zur Überwachungseinrichtung 60 weiterlei tet. The vehicle 10 is also equipped with a monitoring device 60 which monitors the converter control signals STa generated by the drive control device 40 and arriving at the converter 30. In order to make this possible, the monitoring device 60 in the exemplary embodiment according to FIG. 1 is connected to a monitoring module 60a, which is arranged in the signal path between the drive control device 40 and the immobilizer 50 and forwards the converter control signals STa to the monitoring device 60.
Das Fahrzeug 10 ist außerdem mit einer Ersatzregeleinrichtung 70 ausgestattet, die dazu ausgebildet ist, Umrichtersteuer signale STe zu erzeugen, die ausschließlich bzw. mit hohem Sicherheitsniveau ausschließlich einen Bremstrieb des An triebsmotors 20, also keinen Antriebsbetrieb, bewirken oder zumindest bewirken können sollen. Während also die Antriebs steuereinrichtung 40 sowohl für einen Fahr- als auch für ei nen Bremsbetrieb genutzt werden kann, ist die Ersatzregelein richtung 70 nur für den Bremsbetrieb ausgelegt bzw. geeignet. The vehicle 10 is also equipped with a substitute control device 70, which is designed to generate converter control signals STe, which are exclusively or with a high level of security exclusively a braking drive of the drive motor 20, i.e. no drive operation, or at least should be able to effect. So while the drive control device 40 can be used both for driving and for a braking mode, the substitute control device 70 is designed or suitable only for braking mode.
Die Antriebssteuereinrichtung 40, die Überwachungseinrichtung 60 und die Ersatzregeleinrichtung 70 ermöglichen bei dem Aus führungsbeispiel gemäß Figur 1 einen Sonderbremsmodus, der bei Vorliegen eines Schnellbremsbefehls SB aktiviert werden kann; die Antriebssteuereinrichtung 40, die Überwachungsein richtung 60 und die Ersatzregeleinrichtung 70 werden bei Vor liegen eines Schnellbremsbefehls SB vorzugsweise wie folgt betrieben: Liegt der Schnellbremsbefehl SB vor, so wird zunächst die An triebssteuereinrichtung 40 die Schnellbremsung durchführen und zu diesem Zwecke "bremsende" Umrichtersteuersignale STa über die noch nicht aktivierte Wegfahrsperre 50 zum Umrichter 30 übermitteln. The drive control device 40, the monitoring device 60 and the substitute regulating device 70 enable a special braking mode in the exemplary embodiment according to FIG. 1, which can be activated when a rapid braking command SB is present; The drive control device 40, the monitoring device 60 and the substitute control device 70 are preferably operated as follows when there is an emergency brake command SB: If the rapid braking command SB is present, the drive control device 40 will first perform the rapid braking and, for this purpose, transmit "braking" converter control signals STa to the converter 30 via the not yet activated immobilizer 50.
Die Überwachungseinrichtung 60 überwacht mittels des Überwa chungsmoduls 60a die von der Antriebssteuereinrichtung 40 er zeugten und beim Umrichter 30 eintreffenden Umrichtersteuer signale STa. Stellt sie im Rahmen dieser Überwachung fest, dass trotz des Vorliegens des Schnellbremsbefehls SB die An triebssteuereinrichtung 40 "antreibende" Umrichtersteuersig nale STa erzeugt und somit einen Antriebsbetrieb des An triebsmotors 20 ansteuert, so deaktiviert sie die Antriebs steuereinrichtung 40 mit einem Deaktivierungssignal DS und aktiviert die Wegfahrsperre 50 mit einem Aktivierungssignal AS. Außerdem aktiviert sie mit einem Aktivierungssignal AS die Ersatzregeleinrichtung 70, die nun anstelle der deakti vierten Antriebssteuereinrichtung 40 Umrichtersteuersignale STe, die einen Bremstrieb des Antriebsmotors 20 bewirken sol len, erzeugt. The monitoring device 60 uses the monitoring module 60a to monitor the converter control signals STa generated by the drive control device 40 and arriving at the converter 30. If it determines within the scope of this monitoring that, despite the presence of the rapid brake command SB, the drive control device 40 generates "driving" converter control signals STa and thus controls a drive mode of the drive motor 20, it deactivates the drive control device 40 with a deactivation signal DS and activates the Immobilizer 50 with an activation signal AS. In addition, it activates the substitute control device 70 with an activation signal AS, which now instead of the deactivated fourth drive control device 40 generates converter control signals STe, which should cause a braking drive of the drive motor 20.
Da die Ersatzregeleinrichtung 70 technisch nur zur Erzeugung von Umrichtersteuersignalen STe für einen Bremstrieb des An triebsmotors 20 ausgelegt ist, wird mit hoher Wahrscheinlich keit sichergestellt, dass ein Antriebsbetrieb des Antriebsmo tors 20 bei Vorliegen des Schnellbremsbefehls SB ausgeschlos sen ist. Since the substitute control device 70 is technically only designed to generate converter control signals STe for a brake drive of the drive motor 20, it is highly probable that drive operation of the drive motor 20 is ruled out when the rapid brake command SB is present.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 wird also zusammen gefasst die Schnellbremsung bei Vorliegen eines Schnellbrems befehls SB zunächst von der Antriebssteuereinrichtung 40 durchgeführt, und es erfolgt ein Umschalten auf die Ersatzre geleinrichtung 70 nur bzw. erst dann, wenn die Antriebssteu ereinrichtung 40 falsche, also nicht bremsende oder sogar an treibende Umrichtersteuersignale STa erzeugt. Die Ersatzregeleinrichtung 70 ist von der Antriebssteuerein richtung 40 vorzugsweise funktional getrennt und unabhängig von dieser. In the exemplary embodiment according to FIG. 1, in summary, the rapid braking is initially carried out by the drive control device 40 when a rapid braking command SB is present, and a switch to the substitute control device 70 only takes place or only if the drive control device 40 is incorrect, i.e. not braking or even driving converter control signals STa generated. The substitute control device 70 is preferably functionally separate from the drive control device 40 and independent of it.
Die Figur 2 zeigt eine Ausführungsvariante des Fahrzeugs 10 gemäß Figur 1. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist das Überwachungsmodul 60a im Signalpfad zwischen der Wegfahr sperre 50 und dem Umrichter 30 angeordnet ist und leitet die Umrichtersteuersignale STa von dort zur Überwachungseinrich tung 60 weiter. Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der Figur 1 entsprechend. FIG. 2 shows a variant of the vehicle 10 according to FIG. 1. In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the monitoring module 60a is arranged in the signal path between the immobilizer 50 and the converter 30 and forwards the converter control signals STa from there to the monitoring device 60. Otherwise, the above statements in connection with FIG. 1 apply accordingly.
Die Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des Fahr zeugs 10 gemäß Figur 1. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fi gur 3 überwacht das Überwachungsmodul 60a nicht die Umrich tersteuersignale STa der Antriebssteuereinrichtung 40, son dern stattdessen die im Umrichter 30 und/oder Antriebsmotor 20 fließenden Ströme I unter Bildung von Strommesswerten Mi sowie die im Umrichter 30 und/oder Antriebsmotor 20 anliegen den Spannungen U unter Bildung von Spannungsmesswerten Mu und leitet die Messwerte Mu und Mi an die Überwachungseinrichtung 60 weiter. FIG. 3 shows a further embodiment of the vehicle 10 according to FIG. 1. In the embodiment according to FIG. 3, the monitoring module 60a does not monitor the converter control signals STa of the drive control device 40, but instead the currents I flowing in the converter 30 and / or drive motor 20 with the formation of current measured values Mi and the voltages U present in the converter 30 and / or drive motor 20 with the formation of voltage measured values Mu and forwards the measured values Mu and Mi to the monitoring device 60.
Die Überwachungseinrichtung 60 kann somit anhand der Messwer te Mu und Mi oder daraus abgeleiteter Größen, wie beispiels weise Stromzeigern oder Spannungszeigern, die Energiefluss richtung bestimmen und anhand der jeweiligen Energiefluss richtung auf einen Antriebsbetrieb oder Bremsbetrieb schlie ßen. The monitoring device 60 can thus determine the energy flow direction based on the measured values Mu and Mi or variables derived therefrom, such as current indicators or voltage indicators, and deduce a drive operation or braking operation based on the respective energy flow direction.
Alternativ oder zusätzlich kann die Überwachungseinrichtung 60 die Messwerte Mu und Mi oder daraus abgeleitete Größen in direkt aus anderen Quellen erhalten, die diese Messwerte ebenfalls verarbeiten oder berechnen. In diesem Fall kann das Überwachungsmodul 60a auch wegfallen. As an alternative or in addition, the monitoring device 60 can receive the measured values Mu and Mi or quantities derived therefrom directly from other sources which also process or calculate these measured values. In this case, the monitoring module 60a can also be omitted.
Die Figur 4 zeigt eine Ausführungsvariante des Ausführungs beispiels gemäß Figur 2. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 ist die Überwachungseinrichtung 60 mit einer Unter brechereinheit 60b verbunden, die in die Verbindungsleitung zwischen der Antriebssteuereinrichtung 40 und der Wegfahr sperre 50 geschaltet ist. FIG. 4 shows an embodiment variant of the embodiment according to FIG. 2. In the embodiment according to FIG FIG. 4, the monitoring device 60 is connected to an interrupter unit 60b, which is connected in the connection line between the drive control device 40 and the immobilizer 50.
Stellt die Überwachungseinrichtung 60 einen Antriebsbetrieb des Antriebsmotors 20 trotz Vorliegen des Schnellbremsbefehls SB fest, beispielsweise anhand der ermittelten Energiefluss richtung, so aktiviert sie die Unterbrechereinheit 60b und unterbricht somit eine Weiterleitung der Umrichtersteuersig nale STa, die von der Antriebssteuereinrichtung 40 ausgangs seitig in Richtung der Wegfahrsperre 50 ausgegeben werden. If the monitoring device 60 detects a drive operation of the drive motor 20 despite the presence of the rapid braking command SB, for example on the basis of the determined energy flow direction, it activates the interrupter unit 60b and thus interrupts the forwarding of the converter control signals STa, which are output from the drive control device 40 in the direction of the immobilizer 50 can be issued.
Bei der Ausführungsvariante gemäß der Figur 4 kann die Unter brechereinheit 60b alternativ oder zusätzlich zu einer Deak tivierung der Antriebssteuereinrichtung 40 mittels des Deak tivierungssignals DS vorgesehen sein. In the embodiment variant according to FIG. 4, the interrupter unit 60b can be provided as an alternative or in addition to a deactivation of the drive control device 40 by means of the deactivation signal DS.
Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 entsprechend. Otherwise, the above statements in connection with FIGS. 1 to 3 apply accordingly.
Die Figur 5 zeigt eine Ausführungsvariante des Ausführungs beispiels gemäß Figur 1. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 ist eine Unterbrechereinheit 60b in Signalflussrich tung vor das Überwachungsmodul 60a geschaltet. Dies ermög licht es der Überwachungseinrichtung 60, nach einer Aktivie rung der Unterbrechereinheit 60b zu überprüfen, dass tatsäch lich keine Umrichtersteuersignale STa mehr von der Antriebs steuereinrichtung 40 zur Wegfahrsperre 50 gelangen. Das Ab schalten des Signalflusses der Antriebssteuereinrichtung 40 in Richtung der Wegfahrsperre 50 durch die Unterbrecherein heit 60b kann somit mit dem Überwachungsmodul 60a überwacht werden, sodass dieses in vorteilhafter Weise eine Doppelfunk tion ausübt. FIG. 5 shows an embodiment variant of the embodiment according to FIG. 1. In the embodiment according to FIG. 5, an interrupter unit 60b is connected upstream of the monitoring module 60a in the signal flow direction. This enables the monitoring device 60 to check, after the interrupter unit 60b has been activated, that no more converter control signals STa actually reach the drive control device 40 to the immobilizer 50. The switching off of the signal flow of the drive control device 40 in the direction of the immobilizer 50 by the interrupter unit 60b can thus be monitored with the monitoring module 60a, so that it advantageously has a dual function.
Bei der Ausführungsvariante gemäß der Figur 5 kann die Unter brechereinheit 60b alternativ oder zusätzlich zu einer Deak- tivierung der Antriebssteuereinrichtung 40 mittels des Deak tivierungssignals DS vorgesehen sein. In the embodiment variant according to FIG. 5, the interrupter unit 60b can alternatively or in addition to a deactivation activation of the drive control device 40 by means of the deactivation signal DS can be provided.
Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 4 entsprechend. Otherwise, the above statements in connection with FIGS. 1 to 4 apply accordingly.
Die Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Fahrzeug 10, bei dem ein Sonderbetriebsmodus bei Vorliegen eines Schnellbremsbefehls SB ermöglicht wird. Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1 bis 5 über wacht die Überwachungseinrichtung 60 lediglich das Vorligen eines Schnellbremsbefehls SB und aktiviert bei Vorliegen des Schnellbremsbefehls SB den Sonderbremsmodus sofort. FIG. 6 shows a further exemplary embodiment for a vehicle 10 in which a special operating mode is enabled when a rapid braking command SB is present. In contrast to the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 5, the monitoring device 60 only monitors the occurrence of a rapid braking command SB and activates the special braking mode immediately when the rapid braking command SB is present.
Das Fahrzeug 10 gemäß Figur 6 wird vorzugsweise wie folgt be trieben: The vehicle 10 according to Figure 6 is preferably operated as follows:
Sobald ein Schnellbremsbefehl SB bei der Überwachungseinrich tung 60 eingeht, so deaktiviert diese unmittelbar mittels ei nes Deaktivierungssignals DS die Antriebssteuereinrichtung 40 und aktiviert unmittelbar mit Aktivierungssignalen AS die Er- satzregeleinrichtung 70 und die Wegfahrsperre 50. As soon as an emergency brake command SB is received by the monitoring device 60, it deactivates the drive control device 40 directly by means of a deactivation signal DS and activates the replacement control device 70 and the immobilizer 50 directly with activation signals AS.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 beginnt der Schnellbremsmodus also nicht zunächst durch eine Ansteuerung des Antriebs 20 mittels der Antriebssteuereinrichtung 40, sondern unmittelbar durch eine Erzeugung von Umrichtersteuer signalen STe mittels der Ersatzregeleinrichtung 70, die die Antriebssteuereinrichtung 40 bei Vorliegen des Schnellbrems befehls SB unmittelbar bzw. sofort ersetzt. In the exemplary embodiment according to FIG. 6, the quick braking mode does not begin initially by activating the drive 20 by means of the drive control device 40, but rather directly by generating converter control signals STe by means of the substitute control device 70, which the drive control device 40 immediately resp. replaced immediately.
Die Figur 7 zeigt eine Ausführungsvariante des Ausführungs beispiels gemäß Figur 6. Bei der Ausführungsvariante gemäß Figur 7 ist eine zusätzliche Unterbrechereinheit 60b vorgese hen, die im Signalpfad zwischen der Antriebssteuereinrichtung 40 und der Wegfahrsperre 50 angeordnet ist. Sobald bei der Überwachungseinrichtung 60 ein Schnellbremsbe fehl SB eingeht, aktiviert die Überwachungseinrichtung 60 die Unterbrechereinheit 60b, sodass eine Übermittlung von Um richtersteuersignalen STa von der Antriebssteuereinrichtung 40 in Richtung der Wegfahrsperre 50 sicher unterbunden wird, unabhängig davon, ob diese noch aktiv ist oder nicht. FIG. 7 shows an embodiment variant of the embodiment according to FIG. 6. In the embodiment variant according to FIG. 7, an additional interrupter unit 60b is provided, which is arranged in the signal path between drive control device 40 and immobilizer 50. As soon as the monitoring device 60 receives an emergency brake command SB, the monitoring device 60 activates the interrupter unit 60b, so that a transmission of converter control signals STa from the drive control device 40 in the direction of the immobilizer 50 is reliably prevented, regardless of whether it is still active or not.
Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 6 entsprechend. Otherwise, the above statements in connection with FIGS. 1 to 6 apply accordingly.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been illustrated and described in more detail by preferred embodiment examples, the invention is not restricted by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the scope of the invention.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
10 Fahrzeug 10 vehicle
20 Antriebsmotor 30 Umrichter 20 drive motor 30 converter
40 AntriebsSteuereinrichtung 50 Wegfahrsperre 60 Überwachungseinrichtung 60a Überwachungsmodul 60b Unterbrechereinheit 40 drive control means 50 S immobilizer 60 monitoring device 60 a monitoring module 60b interrupter unit
70 Ersatzregeleinriehtung 70 Replacement control device
AS Aktivierungssignal AS activation signal
DS Deaktivierungssignal I Ströme Mi Strommesswerte Mu Spannungsmesswerte SB Schnellbremsbefehl STa Umrichtersteuersignal STe Umrichtersteuersignal DS deactivation signal I currents Mi current measured values Mu voltage measured values SB quick brake command STa converter control signal STe converter control signal
U Spannungen U voltages

Claims

Patentansprüche Claims
1. Fahrzeug (10) mit 1. Vehicle (10) with
— zumindest einen Antriebsmotor (20) mit einem elektrisch vorgeordneten elektrischen Umrichter (30), - At least one drive motor (20) with an electrically upstream electrical converter (30),
— einer Antriebssteuereinrichtung (40) zum Erzeugen von Um richtersteuersignalen (STa) zur Ansteuerung des Umrichters (30) für einen Fährbetrieb und einen Normalbremsbetrieb, und - A drive control device (40) for generating order converter control signals (STa) for controlling the converter (30) for a ferry operation and a normal braking operation, and
— einer Wegfahrsperre (50), die elektrisch zwischen den Um richter (30) und die Antriebssteuereinrichtung (40) ge schaltet ist und dazu ausgebildet ist, bei einem Fahrzeug halt, insbesondere einem Halt an einer Haltestelle, eine Weiterleitung von Umrichtersteuersignalen (STa), die einen Antriebsbetrieb des Antriebsmotors (20) bewirken würden, in Richtung des Umrichters (30) zu verhindern, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Fahrzeug (10) eine Ersatzregeleinrichtung (70) und eine Überwachungseinrichtung (60) aufweist und einen Sonderbrems modus ermöglicht, der bei Vorliegen eines Schnellbremsbefehls (SB) aktivierbar ist und bei dem - An immobilizer (50) which is electrically connected between the converter (30) and the drive control device (40) and is designed to stop a vehicle, in particular a stop at a bus stop, forwarding converter control signals (STa), which would cause a drive operation of the drive motor (20) to prevent in the direction of the converter (30), characterized in that the vehicle (10) has a backup control device (70) and a monitoring device (60) and enables a special braking mode that, if present an emergency brake command (SB) can be activated and in which
— die Antriebssteuereinrichtung (40) deaktiviert oder zumin dest der Signalfluss von Umrichtersteuersignalen (STa) der Antriebssteuereinrichtung (40) zur Wegfahrsperre (50) un terbrochen wird, - the drive control device (40) is deactivated or at least the signal flow from converter control signals (STa) from the drive control device (40) to the immobilizer (50) is interrupted,
— die Wegfahrsperre (50) aktiviert wird und - the immobilizer (50) is activated and
— mit der Ersatzregeleinrichtung (70) des Fahrzeugs (10) Um richtersteuersignale (STe), die einen Bremstrieb des An triebsmotors (20) bewirken, über die Wegfahrsperre (50) zum Umrichter (30) übermittelt werden. - With the replacement control device (70) of the vehicle (10) order converter control signals (STe), which cause a braking drive of the drive motor (20), via the immobilizer (50) to the converter (30) are transmitted.
2. Fahrzeug (10) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ersatzregeleinrichtung (70) von der Antriebssteuerein richtung (40) funktional getrennt und unabhängig von dieser ist. 2. Vehicle (10) according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the substitute control device (70) from the drive control device (40) is functionally separate and independent of this.
3. Fahrzeug (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Antriebssteuereinrichtung (40) und die Ersatzregelein richtung (70) durch funktional getrennte und voneinander un abhängige Softwaremodule gebildet werden, die von separaten Recheneinrichtungen oder derselben Recheneinrichtung ausge führt werden. 3. Vehicle (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive control device (40) and the Ersatzregelein direction (70) are formed by functionally separate and mutually independent software modules that are carried out by separate computing devices or the same computing device.
4. Fahrzeug (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass 4. Vehicle (10) according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that
— im Falle des Vorliegens des Schnellbremsbefehls (SB) zu nächst die Antriebssteuereinrichtung (40) die Schnellbrem sung durchführt und Umrichtersteuersignale (STa) über die noch nicht aktivierte Wegfahrsperre (50) zum Umrichter (30) übermittelt werden, und - In the event of the rapid braking command (SB) being present, the drive control device (40) initially performs the rapid braking and converter control signals (STa) are transmitted to the converter (30) via the not yet activated immobilizer (50), and
— die Überwachungseinrichtung (60) den Umrichterbetrieb und/oder die beim Umrichter (30) eintreffenden Umrichter steuersignale (STa) überwacht und derart ausgestaltet ist, dass sie bei Vorliegen des Schnellbremsbefehls (SB) und einem Antriebsbetrieb des Antriebsmotors (20) den Sonder bremsmodus aktiviert, indem sie - The monitoring device (60) monitors the converter operation and / or the converter control signals (STa) arriving at the converter (30) and is designed in such a way that it activates the special braking mode when the rapid brake command (SB) is present and the drive motor (20) is in drive mode , by
— die Antriebssteuereinrichtung (40) deaktiviert oder zu mindest den Signalfluss von Umrichtersteuersignalen (STa) der Antriebssteuereinrichtung (40) zur Wegfahr sperre (50) unterbricht, - the drive control device (40) deactivates or at least interrupts the signal flow of converter control signals (STa) from the drive control device (40) to the immobilizer (50),
— die Wegfahrsperre (50) aktiviert und - the immobilizer (50) activated and
— die Ersatzregeleinrichtung (70) zur Erzeugung von Um richtersteuersignalen (STe), die einen Bremstrieb des Antriebsmotors (20) bewirken, aktiviert. - The substitute control device (70) for generating order converter control signals (STe), which cause a brake drive of the drive motor (20), activated.
5. Fahrzeug (10) nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Überwachungseinrichtung (60) anhand von im Umrichter (30) oder Motor gemessenen oder für den Umrichter (30) oder für den Motor berechneten Spannungen (U) und Strömen (I) bzw. da raus abgeleiteter Größen die Energieflussrichtung und mit dieser einen Antriebsbetrieb ermittelt. 5. Vehicle (10) according to claim 4, characterized in that the monitoring device (60) based on measured in the converter (30) or motor or calculated for the converter (30) or for the motor voltages (U) and currents (I) or The energy flow direction is determined from the variables derived therefrom, and with this a drive operation is determined.
6. Fahrzeug (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Überwachungseinrichtung (60) das Vorliegen des Schnell bremsbefehls (SB) überwacht und bei Vorliegen des Schnell bremsbefehls (SB) unmittelbar 6. Vehicle (10) according to one of the preceding claims 1 to 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the monitoring device (60) monitors the presence of the quick brake command (SB) and immediately if the quick brake command (SB) is present
— die Antriebssteuereinrichtung (40) deaktiviert oder zumin dest den Signalfluss von Umrichtersteuersignalen (STa) der Antriebssteuereinrichtung (40) zur Wegfahrsperre (50) un terbricht, - the drive control device (40) deactivates or at least interrupts the signal flow of converter control signals (STa) from the drive control device (40) to the immobilizer (50),
— die Wegfahrsperre (50) aktiviert und - the immobilizer (50) activated and
— die Ersatzregeleinrichtung (70) zur Erzeugung von Umrich tersteuersignalen (STe), die einen Bremstrieb des An triebsmotors (20) bewirken, aktiviert. - The substitute control device (70) for generating Umrich tersteuersignalen (STe), which cause a braking drive of the drive motor (20), activated.
7. Fahrzeug (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wegfahrsperre (50) eine Hardwarekomponente aufweist oder durch eine Hardwarekomponente, insbesondere eine von der An triebssteuereinrichtung (40) und der Ersatzregeleinrichtung (70) unabhängige Hardwarekomponente, gebildet ist. 7. Vehicle (10) according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the immobilizer (50) has a hardware component or is formed by a hardware component, in particular a hardware component independent of the drive control device (40) and the substitute control device (70).
8. Fahrzeug (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Fahrzeug ein Schienenfahrzeug ist. 8. Vehicle (10) according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the vehicle is a rail vehicle.
9. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs (10) bei Vorliegen eines Schnellbremsbefehls (SB), wobei das Fahrzeug (10) auf weist 9. A method for operating a vehicle (10) when a rapid brake command (SB) is present, the vehicle (10) having
— zumindest einen Antriebsmotor (20) mit einem elektrisch vorgeordneten elektrischen Umrichter (30), - At least one drive motor (20) with an electrically upstream electrical converter (30),
— eine Antriebssteuereinrichtung (40) zum Erzeugen von Um richtersteuersignalen (STa) zur Ansteuerung des Umrichters (30) für einen Fährbetrieb und einen Normalbremsbetrieb und - A drive control device (40) for generating order converter control signals (STa) for controlling the converter (30) for a ferry operation and a normal braking operation and
— eine Wegfahrsperre (50), die elektrisch zwischen den Um richter (30) und die Antriebssteuereinrichtung (40) ge schaltet ist und dazu ausgebildet ist, bei einem Fahrzeug- halt, insbesondere einem Halt an einer Haltestelle, eine Weiterleitung von Umrichtersteuersignalen (STa), die einen Antriebsbetrieb des Antriebsmotors (20) bewirken würden, in Richtung des Umrichters (30) zu verhindern, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass bei Vorliegen eines Schnellbremsbefehls (SB) unmittelbar oder erst bei einer Fehlfunktion der Antriebssteuereinrichtung (40) ein Sonderbremsmodus aktiviert wird, bei dem - An immobilizer (50) which is electrically switched between the order converter (30) and the drive control device (40) and is designed to be used in a vehicle halt, in particular a stop at a bus stop, to prevent the transmission of converter control signals (STa), which would cause the drive motor (20) to drive operation, in the direction of the converter (30), characterized in that when an emergency brake command (SB) is present, immediately or A special braking mode is only activated in the event of a malfunction of the drive control device (40), in which
— die Antriebssteuereinrichtung (40) deaktiviert oder zumin dest der Signalfluss von Umrichtersteuersignalen (STa) der Antriebssteuereinrichtung (40) zur Wegfahrsperre (50) un terbrochen wird, - the drive control device (40) is deactivated or at least the signal flow from converter control signals (STa) from the drive control device (40) to the immobilizer (50) is interrupted,
— die Wegfahrsperre (50) aktiviert wird und - the immobilizer (50) is activated and
— mit einer Ersatzregeleinrichtung (70) des Fahrzeugs (10) Umrichtersteuersignale (STe), die einen Bremstrieb des An triebsmotors (20) bewirken, über die Wegfahrsperre (50) zum Umrichter (30) übermittelt werden. - With a replacement control device (70) of the vehicle (10) converter control signals (STe), which cause a braking drive of the drive motor (20), via the immobilizer (50) to the converter (30) are transmitted.
10. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ersatzregeleinrichtung (70) und die Antriebssteuerein richtung (40) funktional getrennt und unabhängig voneinander betrieben werden. 10. The method according to claim 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the substitute control device (70) and the drive control device (40) are operated functionally separately and independently of one another.
11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 9 bis11. The method according to any one of the preceding claims 9 to
10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass 10, d a d u r c h e k e n n n n z e i c h n e t that
— im Falle des Vorliegens des Schnellbremsbefehls (SB) zu nächst die Antriebssteuereinrichtung (40) die Schnellbrem sung durchführt und Umrichtersteuersignale (STa) über die noch nicht aktivierte Wegfahrsperre (50) zum Umrichter (30) übermittelt werden, und - In the event of the rapid braking command (SB) being present, the drive control device (40) initially performs the rapid braking and converter control signals (STa) are transmitted to the converter (30) via the not yet activated immobilizer (50), and
— mit einer Überwachungseinrichtung (60) der Umrichterbe trieb und/oder die beim Umrichter (30) eintreffenden Um richtersteuersignale (STa) überwacht werden und bei Vor liegen des Schnellbremsbefehls (SB) und einem Antriebsbe trieb des Antriebsmotors (20) ein Sonderbetriebsmodus ak tiviert wird, bei dem — die Antriebssteuereinrichtung (40) deaktiviert oder zu mindest der Signalfluss von Umrichtersteuersignalen (STa) der Antriebssteuereinrichtung (40) zur Wegfahr sperre (50) unterbrochen wird, — die Wegfahrsperre (50) aktiviert wird und - The converter drive and / or the converter control signals (STa) arriving at the converter (30) are monitored with a monitoring device (60) and a special operating mode is activated when the rapid brake command (SB) and a drive operation of the drive motor (20) are present , in which - the drive control device (40) is deactivated or at least the signal flow of converter control signals (STa) from the drive control device (40) to the immobilizer (50) is interrupted, - the immobilizer (50) is activated and
— die Ersatzregeleinrichtung (70) zur Erzeugung von Um richtersteuersignalen (STe), die einen Bremstrieb des Antriebsmotors (20) bewirken, aktiviert wird. - The substitute control device (70) for generating order converter control signals (STe), which cause a brake drive of the drive motor (20), is activated.
12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 9 bis12. The method according to any one of the preceding claims 9 to
10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass bei Vorliegen des Schnellbremsbefehls (SB) unmittelbar 10, d u r g e k e n n n z e i c h n e t, that immediately when the rapid brake command (SB) is present
— die Antriebssteuereinrichtung (40) deaktiviert oder zumin- dest der Signalfluss von Umrichtersteuersignalen (STa) der- The drive control device (40) deactivates or at least the signal flow of converter control signals (STa) of the
Antriebssteuereinrichtung (40) zur Wegfahrsperre (50) un terbrochen wird, The drive control device (40) for the immobilizer (50) is interrupted,
— die Wegfahrsperre (50) aktiviert wird und - the immobilizer (50) is activated and
— mit einer Ersatzregeleinrichtung (70) Umrichtersteuersig nale (STe), die einen Bremstrieb des Antriebsmotors (20) bewirken, erzeugt werden. - With a substitute control device (70) Umrichtersteuersig signals (STe) that cause a braking drive of the drive motor (20) are generated.
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